Redes de carbono poroso dopadas con nitrógeno derivadas de nitruro de carbono grafítico para reducción de oxígeno de alto rendimiento
Resumen
La reacción de reducción de oxígeno (ORR) sustenta la operación de celdas de combustible y baterías metal-aire. Mientras los catalizadores basados en platino ofrecen alta actividad, su costo, durabilidad limitada y sensibilidad al metanol impiden su comercialización. Aquí reportamos una síntesis simple y escalable de redes de carbono poroso dopadas con nitrógeno (NC-T) que combinan alta área superficial, rico contenido de nitrógeno y excelente rendimiento ORR sin metales nobles. El nitruro de carbono grafítico (g-C3N4) sirve simultáneamente como plantilla estructural y fuente de nitrógeno, mientras la dopamina (DA) proporciona el esqueleto de carbono. Tras recubrimiento hidrotérmico a 120–160 °C y pirólisis en un solo paso a 900 °C, el material NC-120 resultante exhibe área superficial específica de 954 m2 g−1 y 5,71 % nitrógeno. Pruebas electroquímicas en 0,1 M KOH revelan potencial de inicio de 0,224 V vs. RHE, densidad de corriente límite comparable a Pt/C comercial, y superior tolerancia al metanol y estabilidad cíclica. Este trabajo demuestra una ruta libre de metales, rentable a catalizadores ORR de alta actividad que pueden integrarse directamente en celdas de combustible de próxima generación.
Nanomateriales
- Fibras de Carbono Activado Jerárquicas de Guantes de Algodón Residuales: Electrodos de Alto Rendimiento para Supercondensadores
- Nanoesferas de carbono monodispersas con porosidad jerárquica ofrecen rendimiento superior en supercondensadores
- Micoesferas de carbono magnéticas de alto rendimiento para eliminación reutilizable de sulfonamidas del agua
- Síntesis hidrotérmica de puntos cuánticos de carbono emisores azul y verde a partir de aguas residuales de tofu
- Polímero poroso derivado de trifenilfosfina como catalizador heterogéneo robusto para cicloadiición impulsada por CO₂ formando carbonatos cíclicos
- Carbón de alta porosidad fuertemente dopado con nitrógeno grafitico a partir de biomasa de frijol blanco para electrocatálisis robusta de reducción de oxígeno
- Envenenamiento por Bisulfato y Sulfato de Nanocatalizadores PtCo: Efectos en la Cinética de la Reacción de Reducción de Oxígeno
- Electrocatalizadores de nanofibras Fe-N-C con rendimiento ORR superior mediante electrohilado y pirólisis sellada
- Compuesto de puntos cuánticos de carbono-pórfirina de platino: Agente teranóstico de doble función para terapia fotodinámica de cáncer mejorada
- Microfibras de carbono nanoporoso dopado con N a partir de residuos de bambú: Electrocatalizador de alto rendimiento libre de platino para reducción de oxígeno
- Andamio 3D de nanohilos de nitruro de carbono grafítico impulsa flexibilidad y capacitancia en supercondensadores de estado sólido